гравіметрія, гравиметрия ; гравіметрична розвідка, гравиметрическая разведка ; статистичне моделювання, статистическое моделирование
Метою цієї роботи є створення методики розв"язання оберненої задачі магнітометрії в умовах невизначеності просторового розподілу намагніченості гірських порід. Розв"язок оберненої задачі магнітометрії, як правило, є неоднозначним внаслідок неточності обраної моделі, її зміщення відносно реальних мас, ступеня неспівпадіння реального фізичного параметра гірських порід із заданим у початкових умовах. На відміну від гравіметрії, складність розв"язання оберненої задачі магнітометрії обумовлена тим, що магнітні властивості гірських порід настільки неоднорідні, що їх просто не можна надійно визначити ані на зразках з відслонень або свердловин, ані за даними геофізичних досліджень свердловин, тобто мікрорівень для магнитометрії в рудних районах не прийнятний.Єдиний метод, що дозволяє визначити магнітні властивості на макрорівні, - це розв"язання оберненої задачі. Однак, порівнювати результати інтерпретації в матеріальному сенсі тут немає з чим. Можна тільки розв"язувати обернені задачі різними методами. Бажано, щоби ці методи були різними й спиралися на сітково-блокові інтерпретаційні моделі з різною лінійністю. Так, наприклад, при використанні багатошарових моделей геологічного середовища з блоками обмежених розмірів по висоті та напівнескінченними одержуємо абсолютно різні результати розв"язання оберненої задачі. Оскільки прямі методи розв"язання оберненої задачі розвинені ще дуже слабко, то рішення доводиться виконувати набагато краще розробленими й оптимізованими ітераційними методами. На багатошарових теоретичних моделях встановлено, що для напівнескінчених призм обчислювана інтенсивність намагнічування зменшується зі збільшенням глибини до призми, хоча реально у геологічному масиві вона постійна. Для багатошарової моделі з обмеженими по висоті призмами визначається інтенсивність намагнічування тим більшою, чим глибше розташована призма в моделі, хоча, більш точно, це справедливо тільки до певної глибини та навіть до певної висоти призми. Вже такого набору правил цілком достатньо, щоб інтерпретація магнітних аномалій сітковими методами зайшла в глухий кут. Однак, в природі вертикальні тіла можуть мати спадаючу або зростаючу інтенсивність намагнічування з глибиною. А це ще більше ускладнює визначення геологічної ситуації. Тому в статті розроблено методи, які прискорюють або уповільнюють процеси зміни інтенсивності намагнічування з глибиною у розв"язанні оберненої задачі. Розроблена формула ітераційної поправки до фізичного параметра враховує глибину розташування блоку в інтерпретаційній моделі. Вона коригує розподіл нев'язок поля за блоками різної глибини для перерахунку їх у поправку до інтенсивності намагнічування блоку. Застосуванням декількох інтерпретаційних моделей з різними уточнюючими поправками досягається стійке та змістовне розв'язання оберненої задачі.
The aim of this work is the creation of methods for solving the inverse problem of magnetometry in the conditions of uncertainty in the spatial distribution of the magnetization of rocks. As a rule, the solution of the inverse problem of magnetometry is ambiguous because of the inaccuracy of the model chosen, its displacement relative to the real masses, the degree of discrepancy between the real physical parameter of rock with specified initial conditions. Unlike gravity, the complexity of solving the inverse problem of magnetometry due to the fact that the magnetic properties of rocks are so heterogeneous that they simply cannot be reliably determined on samples from outcrops or boreholes nor according to well logging data, i.e. the micro level is not acceptable to the magnetic survey. The only method to determine the magnetic properties at the macro level is the solution of the inverse problem. However, comparing of the interpretation results does not seem possible in a material sense. One can only solve the inverse problem by different methods. It is desirable that these methods were varied and were based on a grid-block interpretation models with different linearity. For example, when using multi-layer models of the geological environment with finite-height and semi-infinite blocks, we get totally different results of solving the inverse problem. Since direct methods for solving the inverse problem are developed very poorly, the decision has to be done by optimized iterative methods which are much better designed. With the help of multi-layer theoretical models it was found that for semi-infinite prisms the definable intensity of magnetization decreases to a prism with increasing of the depth, though in fact, it is constant in a geological massif. For multilayer models with finite-height prisms the deeper is the prism in the model, the greater is the intensity of magnetization, although, more accurately, this is true only to a certain depth and even height of the prism. Such a set of rules might result in deadlock the interpretation of magnetic anomalies by mesh methods. In nature, however, vertical bodies can have falling or increasing intensity of magnetization with depth, which further complicates the definition of the geological situation. This article describes the methods we have developed that speed up or slow down the processes of change of magnetization with depth in the solution of the inverse problem. A formula has been developed concerning iterative corrections to the physical parameter. It takes account of the depth of the block location in the interpretation model and adjusts the distribution of the residuals of the field into blocks of different depths to recalculate them in a correction to the intensity of magnetization of the block. By use of several interpretative models with various clarifying corrections, stable and meaningful solution of the inverse problem can be achieved.
Целью настоящей работы является создание методики решения обратной задачи магнитометрии в условиях неопределенности пространственного распределения намагниченности горных пород. Решение обратной задачи магнитометрии, как правило, является неоднозначным из-за неточности выбранной модели, ее смещения относительно реальных масс, степени несовпадения реального физического параметра горных пород с заданным в начальных условиях. В отличие от гравиметрии, сложность решения обратной задачи магнитометрии обусловлена тем, что магнитные свойства горных пород настолько неоднородны, что их просто нельзя надежно определить ни на образцах из обнажений или скважин, ни по данным геофизических исследований скважин, то есть микроуровень в магниторазведке не приемлем. Единственный метод, позволяющий определить магнитные свойства на макроуровне, - это решение обратной задачи. Однако, сравнивать результаты интерпретации в материальном смысле здесь не с чем. Можно только решать обратные задачи различными методами. Желательно, чтобы эти методы были разнообразными и опирались на сеточно-блоковые интерпретационные модели с различной линейностью. Так, например, при использовании многослойных моделей геологической среды с блоками, конечными по высоте и полубесконечными, получаем различные результаты решения обратных задач. Поскольку прямые методы решения обратной задачи развиты еще очень слабо, то решение приходится выполнять намного лучше разработанными оптимизированными итерационными методами. На многослойных теоретических моделях установлено, что для полубесконечных призм определяемая интенсивность намагничивания уменьшается с увеличением глубины до призмы, хотя реально в геологическом массиве она постоянна. Для многослойной модели с конечными по высоте призмами определяемая интенсивность намагничивания тем больше, чем глубже расположена призма в модели, хотя, точнее, это справедливо только до определенной глубины и даже высоты призмы. Уже такого набора правил вполне достаточно, чтобы интерпретация магнитных аномалий сеточными методами зашла в тупик. Однако, в природе вертикальные тела могут иметь падающую или возрастающую интенсивность намагничивания с глубиной, что еще больше осложняет определение геологической ситуации. Поэтому в статье разработаны методы, которые ускоряют или замедляют процессы изменения намагниченности с глубиной в решении обратной задачи. Разработана формула итерационной поправки к физическому параметру, которая учитывает глубину расположения блока в интерпретационной модели и корректирует распределение невязок поля по блокам разной глубины для пересчета их в поправку к интенсивности намагничивания блока. Применением нескольких интерпретационных моделей с различными уточняющими поправками достигается устойчивое и содержательное решение обратной задачи.
